CN103973386B - 一种数据采集系统中1553b数据与adc数据的时间对齐方法 - Google Patents

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Abstract

一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法，属于数据时间对齐方法领域。为了解决现有因1553B和ADC数据时间上无法对齐，导致的在所需要的时间段内的1553B和ADC数据提取速度慢和提取数据准确度低的问题。首先各板卡同时上电，且保证所有数采卡上电后的5秒内不进行数据采集工作；待各板卡上电5秒后，1553B监听卡给出用于时间对齐的同步时钟信号CLK，与此同时，各个板卡的计数器开始记录时间信息；每次多个数采卡每存入一帧数据时，都同时记录此时该帧的帧头信息和此时的时间信息，或者是1553B监听卡监听到一条消息时，同时记录此时该条消息的内容及此时的时间信息。具体应用在数据采集领域。

Description

一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法
技术领域
本发明属于数据时间对齐方法领域。
背景技术
随着飞行器研发过程的深入，不仅要对1553B总线上的数据进行监听，还要对其各种状态信号经模数转换器转换成数字量后进行记录。在事后对飞行器的各项数据处理的过程中，需要将特定时间段内飞行器上所有记录的信号都提取出来进行处理，以此来评估飞行器性能的优劣。为了尽快精确定位，数据采集系统中需要设计一种有效的将1553B数据与ADC数据进行时间对齐的方法。
发明内容
本发明是为了解决现有因1553B和ADC数据时间上无法对齐，导致的在所需要的时间段内的1553B和ADC数据提取速度慢和提取数据准确度低的问题，本发明提供了一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法。
一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法，它是基于下述硬件采集系统实现的，该硬件采集系统包括1553B监听卡、通讯卡和多个数采卡；所述的1553B监听卡、通讯卡和多个数采卡共用一块背板总线卡实现相互之间的通讯。
1553B监听卡用于监听1553B命令，且1553B监听卡设有一个时间计数器，该时间计数器用于记录同步时钟信号CLK上升沿的个数，并将该个数作为该时间计数器的值，所述的同步时钟信号CLK为1553B监听卡向背板总线卡发出一个由PLL产生的时钟信号，所述的PLL为锁相回路或锁相环，
通讯卡用于与上位机进行数据通讯，
数采卡用于采集ADC转换器输出的数字信号，且每个数采卡上均设有一个时间计数器，该时间计数器用于记录同步时钟信号CLK上升沿的个数，作为各自时间计数器的值，
所述的1553B数据与ADC数据的时间对齐方法的具体步骤为：
步骤一、首先各板卡同时上电，且保证所有数采卡上电后的5秒内不进行数据采集工作；
步骤二、待各板卡上电5秒后，1553B监听卡给出用于时间对齐的同步时钟信号CLK，与此同时，各个板卡的计数器开始记录时间信息；
步骤三、每次多个数采卡每存入一帧数据时，都同时记录此时该帧的帧头信息和此时的时间信息，或者是1553B监听卡监听到一条消息时，同时记录此时该条消息的内容及此时的时间信息，即完成1553B数据与ADC数据的在时间上的对齐。
所述的数采卡的个数为大于或等于3的整数。
所述的每个数采卡上计数器发出的时钟信号频率高于同步时钟信号CLK的频率。
所述的步骤二中，待各板卡上电10秒后，1553B监听卡给出用于时间对齐的同步时钟信号CLK，与此同时，各个板卡的计数器开始记录时间信息。
本发明的时间对齐方法可以完成数据采集系统中同时采集1553B数据与ADC数据时对时间对齐的要求。同时，避免了各个板卡由于上电完成时间不同产生的误差，占用背板总线资源小，记录时间的精度高，各个板卡计时的误差在±1个时钟周期，便于后期处理数据，且后期数据提取速度提高了，数据提取的精度提高了。
提出了一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法。方便了事后对信号的处理。该方法简单易行，适用于同时采集数据1553B数据与ADC数据的场合。
本方法中的时间对齐方法具有以下优势：
1、计时精度高。本时间对齐方法计时精度只依赖于用于时间对齐的时钟的精度，且计时精度在1个时钟周期之内。
2、简单易行，容易实现。该时间对齐方法在实现过程中，只需占用一条总线，不会对数据采集系统提出过高的要求。
3、方便了数据的处理。飞行器的数据采集系统需要采集的数据量大，采集时间长。采用此方法可以快速有效的提取出想要的数据。
附图说明
图1为具体实施方式一中，所述的硬件采集系统的原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法，它是基于下述硬件采集系统实现的，该硬件采集系统包括1553B监听卡、通讯卡和多个数采卡；所述的1553B监听卡、通讯卡和多个数采卡共用一块背板总线卡实现相互之间的通讯。
1553B监听卡用于监听1553B命令，且1553B监听卡设有一个时间计数器，该时间计数器用于记录同步时钟信号CLK上升沿的个数，并将该个数作为该时间计数器的值，所述的同步时钟信号CLK为1553B监听卡向背板总线卡发出一个由PLL产生的时钟信号，所述的PLL为锁相回路或锁相环，
通讯卡用于与上位机进行数据通讯，
数采卡用于采集ADC转换器输出的数字信号，且每个数采卡上均设有一个时间计数器，该时间计数器用于记录同步时钟信号CLK上升沿的个数，作为各自时间计数器的值，
所述的1553B数据与ADC数据的时间对齐方法的具体步骤为：
步骤一、首先各板卡同时上电，且保证所有数采卡上电后的5秒内不进行数据采集工作；
步骤二、待各板卡上电5秒后，1553B监听卡给出用于时间对齐的同步时钟信号CLK，与此同时，各个板卡的计数器开始记录时间信息；
步骤三、每次多个数采卡每存入一帧数据时，都同时记录此时该帧的帧头信息和此时的时间信息，或者是1553B监听卡监听到一条消息时，同时记录此时该条消息的内容及此时的时间信息，即完成1553B数据与ADC数据的在时间上的对齐。
本实施方式中，由于各个板卡上电完成时间不一，同步时钟信号CLK在1553B监听卡上电前5秒一直为低电平，直到保证所有板卡都已上电后才开始发出正常的时钟波形。因此，保证各个数采卡在上电后的前5秒不进行数据采集工作。
1553B监听卡在监听1553B总线上的数据时，每存储一次消息前，记录此时该条消息的内容(方便处理数据)及该条信息所对应的时间信息，先记录下此次存储的帧头信息和此时时间计数器的时间信息。同样，各个数采卡在采集信号时，每采集一帧数据，也都记录下帧头信息和相应板卡上的时间信息。
在事后处理数据时，可以先对1553B监听卡监听到的数据的进行解析，找出想要分析哪两个命令之间的数据，如命令CMD1至命令CMD2。查看命令CMD1的时间信息是为起始时间和命令CMD2的时间信息是为终止时间，再将数采卡上采集的信息按此时间段提取出来即可。
具体实施方式二：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法的区别在于，所述的数采卡的个数为大于或等于3的整数。
具体实施方式三：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法的区别在于，所述的每个数采卡上均设有一个时间计数器，该时间计数器用于记录同步时钟信号CLK上升沿的个数中，所述的每个数采卡上计数器发出的时钟信号频率高于同步时钟信号CLK的频率。
具体实施方式四：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法的区别在于，所述的步骤二中，待各板卡上电10秒后，1553B监听卡给出用于时间对齐的同步时钟信号CLK，与此同时，各个板卡的计数器开始记录时间信息。

Claims (4)

1.一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法，它是基于下述硬件采集系统实现的，该硬件采集系统包括1553B监听卡、通讯卡和多个数采卡；所述的1553B监听卡、通讯卡和多个数采卡共用一块背板总线卡实现相互之间的通讯；
1553B监听卡用于监听1553B命令，且1553B监听卡设有一个时间计数器，该时间计数器用于记录同步时钟信号CLK上升沿的个数，并将该个数作为该时间计数器的值，所述的同步时钟信号CLK为1553B监听卡向背板总线卡发出一个由PLL产生的时钟信号，所述的PLL为锁相回路或锁相环，
通讯卡用于与上位机进行数据通讯，
数采卡用于采集ADC转换器输出的数字信号，且每个数采卡上均设有一个时间计数器，该时间计数器用于记录同步时钟信号CLK上升沿的个数，作为各自时间计数器的值，
其特征在于，所述的1553B数据与ADC数据的时间对齐方法的具体步骤为：
步骤一、首先各板卡同时上电，且保证所有数采卡上电后的5秒内不进行数据采集工作；
步骤二、待各板卡上电5秒后，1553B监听卡给出用于时间对齐的同步时钟信号CLK，与此同时，各个板卡的计数器开始记录时间信息；
步骤三、每次多个数采卡每存入一帧数据时，都同时记录此时该帧的帧头信息和此时的时间信息，或者是1553B监听卡监听到一条消息时，同时记录此时该条消息的内容及此时的时间信息，即完成1553B数据与ADC数据的在时间上的对齐。
2.根据权利要求1所述的一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法，其特征在于，所述的数采卡的个数为大于或等于3的整数。
3.根据权利要求1或2所述的一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法，其特征在于，所述的每个数采卡上均设有一个时间计数器，该时间计数器用于记录同步时钟信号CLK上升沿的个数中，所述的每个数采卡上计数器发出的时钟信号频率高于同步时钟信号CLK的频率。
4.根据权利要求1或2所述的一种数据采集系统中1553B数据与ADC数据的时间对齐方法，其特征在于，所述的步骤二中，待各板卡上电10秒后，1553B监听卡给出用于时间对齐的同步时钟信号CLK，与此同时，各个板卡的计数器开始记录时间信息。
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